Морфофункциональные основы когнитивных функций

К высшим мозговым (высшим психическим, высшим корковым, когнитивным, познавательным) функциям относятся наиболее сложные функции головного мозга, с помощью которых осуществляется процесс рационального познания мира и обеспечивается целенаправленное взаимодействие с ним.

К когнитивным функциям относятся:

• Гнозис — восприятие информации, способность распознавать информацию, поступающую от органов чувств, и соединять элементарные сенсорные ощущения в целостные образы.

• Память — способность запечатлевать, сохранять и многократно воспроизводить полученную информацию.

• Интеллект — способность к анализу информации, выявлению сходств и различий, общего и частного, главного и второстепенного, способность к абстрагированию, решению задач, построению логических умозаключений.

• Речь — способность понимать обращенную речь и выражать свои мысли словами.

• Праксис — способность приобретать, сохранять и использовать разнообразные двигательные навыки, в основе которых лежат заученные и автоматизированные последовательности движений.

• Внимание — способность поддерживать оптимальный для умственной деятельности уровень психической активности.

Высшие мозговые функции формируются в результате интегрированной деятельности головного мозга в целом. При этом различные церебральные отделы не являются равнозначными.

В 60-70-х годах XX века выдающимся отечественным ученым А.Р.Лурия была предложена теория системной динамической локализации высших мозговых функций [9, 10]. Согласно данной теории, головной мозг может быть условно разделен на три так называемых функциональных блока в соответствии с той ролью, которую играют отдельные церебральные структуры в формировании когнитивных функций [6, 8, 9]:

• Первый функциональный блок (блок активации) включает стволово-подкорковые структуры и лимбическую систему: восходящую часть ретикулярной формации ствола мозга, зрительные бугры, полосатые тела, межуточный мозг, гиппокамп и его связи с миндалиной, медиобазальными лобными долями и цингулярной извилиной. Указанные структуры обеспечивают активацию коры головного мозга в ответ на внешнюю стимуляцию или внутреннюю мотивацию. Они поддерживают оптимальный уровень концентрации внимания и отвечают за мотивационно-эмоциональное обеспечение деятельности. Кроме того, специфической функцией гиппокампа является сопоставление вновь поступающих стимулов с прежними, что играет большую роль в процессе усвоения новой информации.

При патологии стволово-подкорковых структур увеличивается время реакции, что приводит к замедленности мышления и других когнитивных процессов (брадифрении). Нарушается нормальная зависимость между силой стимула и степенью активации коры головного мозга; при этом слабый стимул может вызывать значимую активацию коры. Клинически это будет приводить к повышенной отвлекаемости, невозможности длительное время поддерживать начатую деятельность. Такие нарушения называются нейродинамическими когнитивными расстройствами. При патологии гиппокампа и функционально связанных с ним структур развиваются нарушения памяти на текущие события (фиксационная и антероградная амнезия).

• Второй функциональный блок (блок приема, обработки и хранения информации) включает в себя вторичные и третичные зоны корковых анализаторов соматической чувствительности, слуха и зрения, т. е. ассоциативную кору теменной, височной и затылочной долей головного мозга. Эти структуры обеспечивают восприятие, распознавание и хранение информации, полученной из внешнего мира, а также отвечают за формирование представлений о трехмерном пространстве.

При патологии структур второго функционального блока развиваются нарушения гнозиса и памяти, которые носят модальностно-специфический характер. При патологии височной доли нарушаются слуховой гнозис и слуховая память, при патологии затылочной доли — зрительный гнозис и зрительная память, при патологии теменной доли — соматический гнозис и кинестетическая память. Кроме того, при поражении теменной доли головного мозга развивается кинестетическая апраксия, которая, как и соматические агнозии, связана с нарушением схемы тела. Поражение зоны стыка височной, теменной и затылочной долей головного мозга вызывает нарушение пространственных представлений, что проявляется в сфере гнозиса и праксиса. Когнитивные нарушения при страдании структур второго функционального блока называются операциональными, или инструментальными.

• Третий функциональный блок включает в себя лобные доли головного мозга. Они отвечают за регуляцию произвольной деятельности человека, т. е. за произвольный выбор цели деятельности, разработку плана для достижения поставленной цели и контроль получаемых результатов.

Поражение третьего функционального блока приводит к когнитивным, аффективным и поведенческим нарушениям, в основе которых лежат один или несколько из следующих механизмов:

• снижение активности и инициативы, ослабление мотиваций (апатия) и побуждений к какой-либо целенаправленной деятельности (абулия);

• нарушение планирования действий, трудности перехода с одного этапа деятельности на следующий, патологические «застревания» на одном из этапов программы (персеверации);

• снижение критики, импульсивность, нарушение принятых в данной социокультуральной среде норм и правил поведения.

Указанные нарушения называют регуляторными (дизрегуляторными) когнитивными расстройствами. В международной литературе часто используется термин «нарушение управляющих функций» (англ.: executive functions), т. е. нарушение внутреннего управления поведением и когнитивными процессами индивидуума.

Многочисленные экспериментальные и клинико-инструментальные исследования последних лет позволили несколько по-новому рассматривать анатомо-функциональную основу когнитивных функций. Концепция А.Р.Лурия, не утратив своей значимости, получила дальнейшее развитие. Были получены новые данные о роли подкорковых базальных ганглиев в формировании высших мозговых функций. Зрительные бугры, полосатые тела и другие подкорковые структуры находятся в тесной связи с передними отделами головного мозга, образуя так называемые лобно-стриарные круги (рис. 1.1). Циркуляция возбуждения по указанным замкнутым кольцевым нейрональным системам необходима для создания эмоциональной предпочтительности выбора одного из нескольких возможных в данной ситуации решений. К настоящему времени описано пять основных лобно-стриарных кругов, три из которых тесно связаны с обеспечением когнитивной деятельности. Они имеют общие звенья — лобные доли, полосатые тела, бледный шар, черную субстанцию и таламус (табл. 1.1). Повреждение любого звена может приводить к двигательным, когнитивным, эмоциональным, поведенческим нарушениям, которые весьма близки по феноменологии к симптомам лобной дисфункции (психическая и двигательная замедленность, уменьшение интеллектуальной гибкости, снижение фона настроения и др.).

Рис. 1.1. Анатомо-функциональные основы организации когнитивных функций.